电气设备热稳定的校验方法

1.校验载流导体热稳定方法

（1）允许温度法：校验方法是利用公式Ad=+Aq曲线来求短路时导体最高发热温度θd，当θd不大于导体短路时发热允许温度θdy时，认为导体在短路时发热满足热稳定。否则，不满足热稳定。

（2）最小截面法：根据式（5-12）和式（5-14）得

设短路发热最高温度θd等于其最高允许温度θdy，导体起始温度θq等于长期发热允许温度θy。由θ=f（A）曲线查得对应于θdy和θy的Ady和Ay值，将式（5-19）中的Ad和Aq分别用Ady和Ay来代替，则该式中所决定的导体截面S就是短路时导体发热温度等于发热允许温度时的导体所需要的最小截面Szx。因此，计及集肤效应时，可得出计算最小截面公式为

式中 C——热稳定系数，C=，母线C值见表5-5；

Kj——集肤效应系数，查设计手册可得。

用最小截面Szx来校验载流导体的热稳定性，当所选择的导体截面S不小于Szx时，导体是热稳定的；反之，不满足热稳定。

表5-5　不同工作温度下裸导体的母线C值

2.校验电器热稳定的方法

电器的种类多，结构复杂，其热稳定性通常由产品或电器制造厂给出的热稳定时间t内的热稳定电流Ir来表示。一般t的时间有1s、4s、5s和10s。t和Ir可以从产品技术数据表中查得。校验电器热稳定应满足式（5-21），即

如果不满足式（5-21）的关系，则说明电器不满足热稳定，这样的电器不能选用。

3.比较三相和两相短路的发热

短路时发热计算一般都按三相短路计算，因为电力网任一点三相短路电流I″（3）总比该点的两相短路电流大。因此，当计算出的三相稳态短路电流I大于两相稳态短路电流I时，则三相短路发热比两相短路发热严重，这时应按三相短路校验电气设备的热稳定。

但在少数情况下，如独立运行的发电厂，可能出现I≤I。这时不能因为I＜I，而按两相短路校验热稳定，必须进行发热比较，因为发热不但与电流有关，而且还和等值时间有关。如果It＞It，则两相短路发热大于三相短路发热，应按两相短路校验热稳定；反之，按三相短路校验热稳定。

计算t时，β″（2）=I″（2）/I=″（3）/I。利用图5-3所示的曲线查出t，再利用式（5-18）求出t。两相短路发热等值时间t=t+t。

【例5-2】 校验某发电厂铝母线的热稳定性。已知：母线截面S=50mm×6mm，流过母线的最大短路电流I″（3）=25kA，I=14kA，I=19kA。继电保护动作时间tb=1.25s，断路器全分闸时间tf=0.25s。母线短路时的起始温度θq=60℃。

解：因为I＞I，所以要比较两相短路的发热。(www.xing528.com)

短路计算时间故不考虑短路电流非周期分量的发热，即不计算tfz，只计算tz，tdz=tz。

计算t和t

根据t=1.5s和β″（3）=1.79，在图5-3所示的曲线上查得t=1.82（s）

据t=1.5s和β″（2）=1.14，在图5-3所示的曲线上查得

三相短路时的热脉冲为

两相短路时的热脉冲为

因此，两相短路发热大于三相短路发热，应按两相短路进行校验。

（1）用允许温度法校验：由θq=60℃，在θ=f（A）曲线上查出Aq=0.43×1016J/（Ω·m4）。

查θ=f（A）曲线得θd=138℃，铝母线短路时的发热允许温度θdy=200℃，所以θd＜θdy，满足热稳定性。

（2）用最小截面法校验：母线的工作温度θq=60℃，由表5-5查得热稳定系数C=91×106。

母线最小截面为

因此，S=50×6（mm2）＞Szx=238（mm2），满足热稳定性。